纤维增强发泡复合材料的发泡装置及连续生产线及生产方法与流程

本发明涉及复合材料拉挤成型技术领域，具体涉及一种纤维增强发泡复合材料的发泡装置及连续生产线及生产方法。

背景技术：

复合材料是两种及以上的材料混合形成的具有明显分相特征的材料，其形态和性能不同于其中任何一种单独的材料，其主要组分为基体材料和增强材料，其中纤维是最常用的增强材料。通常复合材料指的是处于成型后的最终形态的材料，而基体材料与增强材料混合后处于最终成型前的形态的材料被称为复合材料前体。

连续纤维增强发泡复合材料既能够充分发挥纤维的强度优势，有能够减轻复合材料的密度，是一种低密度高强度的复合材料，具有广阔的应用前景，例如取代木材制作枕木、门窗框、建筑地板和维护结构、栈道板等等。专利(申请号：200610103934.3)披露了一种玻璃纤维增强聚氨酯复合材料枕木及其制造设备和制造方法，但是，这种工艺采用的方法是将液态基体材料即聚氨酯树脂喷射到玻璃纤维上的方式来浸润玻璃纤维形成复合材料前体，再使复合材料前体随着模具进入烘道固化为复合材料；这种方法类似连续板自由发泡的工艺，有几个难题无法解决：1，由于仅仅依靠复合材料前体在成型模内自由发泡填充模腔实现纤维在复合材料中的分布，无法将纤维按照设计的空间位置进行定位，这就无法根据应力分布设计纤维的分布位置，最大限度的发挥纤维的增强作用，也无法制造形状复杂的制品；2.由于依靠喷射液态基体材料到纤维上的方法来浸润纤维，很难迅速将纤维浸透，这样就会影响基体材料和纤维材料之间的界面强度，最终影响充分伸展，难以实现可控分布，制造的产品厚度受到限制，同时现有技术中没有专门的发泡装置对产品进行可控的预发泡，一般直接在成型模中完成发泡和定型的过程，使得连续生产难以实现，上述原因制约了这种复合材料的性能；同时，这种方法也很难迅速将大量的纤维一次性浸透，所以很难制造大尺寸的复合材料；3.模具复杂，投资大。现有技术亟需改进。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提出了一种纤维增强发泡复合材料的连续生产线，通过分布架将纤维材料预先分布，然后纤维材料依次通过注胶盒、发泡装置以及成型模具，注胶盒使液态基体材料迅速并充分浸渗到纤维材料内，发泡装置使液态基体材料预先发泡然后再进入成型模具内完成充分发泡，保证最终成型复合材料内的纤维材料按照设计的位置进行分布且充分伸展。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种纤维增强发泡复合材料的连续生产线，包括：

分布架1，用于将通过分布架1的纤维材料按分布状态进入注胶盒中；

注胶盒2，包括用于纤维材料浸渗的浸润通道21和用于液态基体材料进入到浸润通道21中的注胶通道22，所述浸润通道21包括有用于纤维材料进入的进料口211和用于供液态基体材料浸渍纤维材料形成的复合材料前体通过的出料口212，所述进料口211的面积大于或等于所述出料口212的面积；

发泡装置3，所述发泡装置3设有连续贯通的发泡腔；所述发泡装置3的一端与所述注胶盒2的出料口212对应设置或连接，另一端与成型模4对应设置或连接，复合材料前体经出料口212进入发泡装置3，并在所述发泡装置3内完成预发泡，所述发泡装置3长度l≤s*t，其中s为所述复合材料前体前进的速度，t为所述复合材料前体在所述发泡装置3内开始发泡膨胀到停止膨胀的时间；

成型模4，用于复合材料前体经发泡装置3后，进入所述成型模4内固化或者定形，形成最终的复合材料；

牵引装置8，复合材料在所述成型模4内固化或者定形后被牵引装置8牵引出成型模4。

通过采用上述技术方案，在纤维材料被液态基体材料浸润之前先将纤维材料通过分布架在空间中分布排列，形成所需的纤维空间排布形状和空间分布位置，纤维材料进入浸润通道内，液态基体材料经过注胶通道注入浸润通道中，纤维材料被穿过浸润通道被液态基体材料浸润形成复合材料前体，然后进入发泡装置内进行预发泡，然后进入成型模内进行完全发泡和固化或者定形，浸润通道的进料口的面积大于或等于出料口的面积，使得浸润通道内液态基体材料的内部压力增大，使最终成型的复合材料纤维材料与液态基体材料之间充分浸渗，保证最终成型复合材料内的纤维材料按照设计进行分布且充分伸展。

进一步的，所述分布架包括有分布板，所述分布板上开设有贯穿分布板的用于纤维材料通过的分布孔，所述分布孔呈孔状或条缝状，纤维材料同时通过全部或部分分布孔完成纤维材料在空间上的分布。

通过采用上述技术方案，操作者通过调整纤维材料穿设的分布孔位置即可调整纤维材料在复合材料内的分布，保证复合材料内的纤维材料内部分布不发生变化。当分布孔为孔状时，适宜于穿设纤维丝线材料，当分布孔为条缝状时，适宜于纤维织物通过，并且可以通过改变条缝的形状，例如圆弧状、折线状，可以使纤维织物由平面状改变为圆弧面状或折线面状，进一步调整纤维织物在复合材料中的结构，调整复合材料的结构及性能指标。同时，通过分布孔排布的分布，改变纤维材料在复合材料横截面中的分布，可以是均匀分布，也可以按不同形状分布，也可以在不同位置的密度不同，进一步调整复合材料的结构及性能指标。

进一步的，所述浸润通道为连续通道且所述进料口的面积大于所述出料口的面积；或所述浸润通道21为连续通道且其横截面由所述进料口211向所述出料口212方向逐渐减小或呈阶梯型减小；或浸润通道靠近出料口一侧的部分的横截面逐渐减小。

通过采用上述技术方案，增加液态基体的内部压力，保证浸渗充分。

进一步的，所述出料口的高度小于等于20mm。用以控制单个浸润通道出来的复合材料的厚度，确保复合材料易于加热且受热均匀，确保后续发泡的效率。

进一步的，所述浸润通道21内壁还设有导流槽221，所述导流槽221沿着所述浸润通道21的内壁的横断面环向设置。

进一步的，所述注胶通道22为竖向通道222，所述竖向通道222设置在所述进料口211与出料口212之间且贯穿浸润通道21，所述导流槽221与竖向通道222相连通。

进一步的，所述注胶盒2内的浸润通道21有至少2个，且所有的浸润通道21与所述注胶通道22相连通；或者，所述注胶通道22的数量与浸润通道的数量一致，并分别与对应的浸润通道21连通。

进一步的，所述发泡装置3还包括有用于液态基体材料发泡的加热装置6，所述加热装置6包括热风循环装置、微波加热装置、电磁加热装置和红外加热装置的一种或者多种的组合。

进一步的，所述注胶盒2靠近所述发泡装置3的一侧设置有送风装置5，所述送风装置5包括有风机52以及与所述风机52连通的送风管54，所述送风管54向所述发泡装置3内送风。

进一步的，当所述注胶盒2内的浸润通道21为两个及以上时，所述送风管54设置在两相邻出料口212之间，所述送风管54设置在靠近出料口212的一侧，所述送风管54朝远离出料口212一侧开设有第一送风口541，用于向从相邻的两个出料口212出来的复合材料前体之间送风。

进一步的，所述送风管54朝远离所述出料口212一侧与从出料口212出来的复合材料前体的前进方向呈10°～90°夹角开设有一个或者多个第二送风口542，用于朝向所述复合材料前体进行送风。

进一步的，所述纤维增强发泡复合材料的连续生产线还包括一设置于发泡装置与成型模之间的热风回收罩，用于将从发泡装置出口段排出的热风进行回收，还包括与热风回收罩连通的进风管53和用于使进风管53靠近成型模4一端产生负压的风机52，所述进风管53另一端与所述送风装置5连通，成型模4中的空气经进风管53回收后进入送风装置5，最后经送风管54排出。

进一步的，所述发泡装置3与所述成型模4之间设置有覆膜组件7，用于将带状薄膜72附着在复合材料前体的表面随复合材料前体进入所述成型模(4)内；和/或，将织物附着在复合材料前体的表面随复合材料前体进入所述成型模(4)内；这样做的效果，是可以很方便地将具有装饰功能、耐候功能、耐磨功能、阻燃功能、脱模功能中的一种或者多种的组合的薄膜复合在复合材料的表面，满足其工作需求；同时，也可以使用多个覆膜组件将多个或者多种薄膜复合在复合材料的表面；进一步地，还可以用覆膜组件将织物单独或者置于复合材料前体和薄膜之间复合在复合材料表面，补充复合材料的功能或者补强复合材料的垂直于现为方向的强度即横向强度。

进一步的，所述覆膜组件7包括有一个或者多个转动设置的辊体71，所述辊体71上缠绕有带状薄膜或织物或者安置有成卷的带状薄膜或织物。

本发明还提供一种纤维增强发泡复合材料的连续生产方法，用上述任一所述的用于纤维增强发泡复合材料的连续生产线制造，并包括有以下步骤：

s1、纤维材料经过所述分布架1按照设计分布、定位后进入所述注胶盒2的浸润通道21内；

s2、液体基体材料通过所述注胶通道22进入注胶盒2内，纤维材料通过浸润通道21的同时被液态基体材料浸渍形成复合材料前体后通过出料口212进入发泡装置3、成型模4与注胶盒2之间的间隙或成型模4设有的预发泡段内；

s3、所述复合材料前体在所述发泡装置3、成型模4与注胶盒2之间的间隙或预发泡段

内进行预发泡，液态基体材料膨胀，并在发泡停止时或停止前进入成型模4或成型模4

设有的成型模段；

s4、所述复合材料在所述成型模4或成型模段内完成充分发泡并固化或者定形；

s5、成型后的复合材料经牵引装置8牵引离开成型模4，并在此过程中，注胶盒2进料口211一侧经分布架1过来的纤维材料连续地进入注胶盒2内。

进一步的，所述s5还包括有：将带状薄膜72或者纤维织物复合在复合材料前体的表面，随复合材料前体进入所述成型模4内。进一步的，所述注胶盒2内的浸润通道21有至少2个，所述注胶通道22分别与对应的浸润通道21连通；在所述s2中，不同类型的液态基体材料通过不同的注胶通道22注入不同的浸润通道21内。

进一步的，其中所述s3中，在所述发泡装置3内对所述复合材料前体进行加热，加速所述复合材料的发泡过程，所述加热方式包括吹热风、微波加热、电磁加热、红外加热的一种或者多种的组合。

进一步的，其中所述s3中，采用送风管54上所设置的第一送风口541和第二送风口542中的一种或者多种的组合对复合材料送热风加速其发泡过程。

进一步的，在s2中，将不同材质或不同配方的液体基体材料通过所述注胶通道22进入注胶盒2内的不同浸润通道中。

本发明还公开一种纤维增强发泡复合材料，所述复合材料通过上述任一所述的用于纤维增强发泡复合材料的连续生产线制造，或通过上述任一所述的方法生产制造，包括由纤维材料和液态基体材料形成的复合材料。进一步的，所述纤维材料包括无机纤维、有机聚合物纤维、金属纤维、天然纤维的一种或多种的组合，所述的无机纤维包括玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维的一种或多种的组合；所述有机聚合物纤维包括聚酯纤维、kevlar纤维、超高分子量聚乙烯纤维、聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维、聚氯乙烯纤维、聚丙烯氰纤维的一种或多种的组合；所述金属纤维包括钢纤维、铝纤维、铜纤维的一种或多种的组合；所述天然纤维包括亚麻纤维、苎麻纤维、剑麻纤维、黄麻纤维、竹纤维、棉纤维的中一种或多种的组合。

进一步的，所述液体基体包括有机聚合物树脂、无机胶凝材料中的一种、两种或多种组合，或无机胶凝材料、金属材料中的一种、两种或多种组合；其中所述无机胶凝材料包括水泥、菱苦土、石膏的一种或多种的组合；所述金属材料包括铝及其合金、镁及其合金的一种或多种的组合；所述有机聚合物树脂包括热固性树脂、热塑性树脂；所述热固性树脂包括聚氨酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、乙烯基树脂、氰酸酯树脂的一种或多种的组合。

进一步的，所述液体基体在所述复合材料中的重量比为15％～65％。

进一步的，所述液体基体还含有润滑剂或者内脱模剂。

进一步的，所述复合材料还包含有纤维织物，所述纤维织物包括纤维布、短切毡、连续毡、针织毡、缝编毡、针刺毡的一种或者多种的组合。

进一步的，所述复合材料的表面还包含有具有装饰功能或者保护功能的薄膜层或者纤维织物层。

进一步的，所述复合材料的外层由纤维材料和耐候性树脂制成，所述耐候树脂包括脂肪族聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、氟碳树脂中的一种或多种的组合。

本发明还提供一种如上述任一所述的纤维增强发泡复合材料的应用，应用于铁路轨枕、地板、栈道板、房屋维护结构、公路防撞护栏、门窗幕墙框型材、船舶甲板、维护板、浮桥板。

本发明还提供一种发泡装置，用于纤维增强发泡复合材料的制备，所述发泡装置3设有连续贯通的发泡腔，其一端为进料端，另一端为出料端，复合材料经进料端进入发泡装置3的发泡腔内，并在所述发泡装置3内完成预发泡，所述发泡装置3长度l≤s*t，其中s为所述复合材料前进的速度，t为所述复合材料在所述发泡装置3内开始发泡膨胀到停止膨胀的时间。

通过上述技术方案，风机通过主管供给多根送风管，简化了送风管的供风结构，便于实施，同时能够对多层复合材料前体分别送风，提高了加热效率，加快了发泡，也就提高了生产效率。

通过采用上述设置第一送风口的技术方案，送风管设置在两相邻的出料通道之间并通过第一送风口实施送风，第一送风口吹出的气流在两相邻的层状复合材料前体之间形成热气流，使层状的复合材料前体快速发泡，避免由于单层复合材料前体过厚，传热过慢导致发泡过慢，生产效率偏低的问题。

通过采用上述设置第二送风口的技术方案，两相对设置的第二送风口沿竖直方向或者朝向复合材料前体送风，一方面通过热气流支撑并分开从出料口拉出的复合材料前体，避免它们出了出料口后过早地粘合，影响受热效率，另一方面热气流与复合材料前体直接接触，提高加热效率，当复合材料前体中含有的纤维全部是纱束状的时候，热气流甚至可以穿透复合材料前体使其受热更充分，这样就可以促进液态基体材料的发泡反应，减少预发泡所需的时间，提高生产效率。

通过采用上述第二送风口的技术方案，还可以防止从出料口拉出的复合材料前体中的液态基体材料流挂在出料口并堆积，最终堵塞出料口。

采用上述技术方案，还可以由安置在成型模入口的热风收集风罩上的进风管通过轴流风机将发泡装置中送风管吹出的热风抽出并输送给送风管，提高发泡装置产生热量的利用率，降低设备的生产能耗。

通过采用上述技术方案，可以很方便地将具有装饰功能、耐候功能、耐磨功能、阻燃功能、脱模功能中的一种或者多种的组合的薄膜复合在复合材料的表面，满足其工作需求；同时，也可以使用多个覆膜组件将多个或者多种薄膜复合在复合材料的表面；进一步地，还可以用覆膜组件将织物单独或者置于复合材料前体和薄膜之间复合在复合材料表面，补充复合材料的功能或者补强复合材料的垂直于纤维方向的强度即横向强度。

通过采用上述技术方案，实现了复合材料的连续生产。

需要说明的是，在本发明中，将纤维材料和液态基体材料混合后的材料统称为复合材料，是为了方便行文，在实际行业中，习惯性将完全固化或定型前的复合材料称为“复合材料前体”，而将完成固化或定型后的产品称为“复合材料”。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为纤维增强发泡复合材料连续生产线的整体结构示意图；

图2为分布架的结构示意图；

图3为注胶盒的结构示意图；

图4为注胶盒的内部结构示意图；

图5为注胶盒的内部结构示意图，主要用于展示注胶通道的结构；

图6为注胶盒a处的局部放大图，主要用于体现注胶孔的截面结构；

图7为注胶盒b处的局部放大图，主要用于体现送风管的截面结构；

图8为复合材料的生产流程图。

图中：1、分布架；11、架体；12、分布板；13、分布孔；2、注胶盒；21、浸润通道；211、进料口；212、出料口；22、注胶通道；221、竖向通道；222、导流槽；3、发泡装置；4、成型模；5、送风装置；51、主管；52、风机；53、进风管；54、送风管；541、第一送风口；542、第二送风口；6、加热装置；7、覆膜组件；71、辊体；72、带状薄膜；8、牵引装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

为了实现本发明的目的，可以采用以下技术方案，如图1所示，一种纤维增强发泡复合材料的连续生产线，包括：

分布架1，用于将通过分布架1的纤维材料按分布状态进入注胶盒中。

注胶盒2，包括用于纤维材料浸渗的浸润通道21和用于液态基体材料进入到浸润通道21中的注胶通道22，所述浸润通道21包括有用于纤维材料进入的进料口211和用于供液态基体材料浸渍纤维材料形成的复合材料通过的出料口212，所述进料口211的面积大于或等于所述出料口212的面积。所述浸润通道(21)为连续通道，且所述进料口(211)的面积大于所述出料口(212)的面积；或所述浸润通道(21)为连续通道，且其横截面由所述进料口(211)向所述出料口(212)方向逐渐减小或呈阶梯型减小；或浸润通道靠近出料口一侧的部分的横截面逐渐减小。一般而言，每个浸润通道的横截面由进料口端向出料口端线性或非线性的减小，浸润通道的横截面一般可以设置为矩形(如果需要也可以为其他形状，例如圆形、w型或者接近于最终产品的横截面形状)，横截面的变化既可以是矩形高度尺寸的变化，也可以是矩形宽阔尺寸的变化，也可以是高度及宽度方向同时都做变化；其技术效果是，在纤维材料在浸润通道中前进并被液态基体材料浸润成复合材料前体的过程中，随着横截面积越来越小，复合材料前体中的内压力越来越高，液态基体材料就能迅速渗入到纤维材料之间，挤压出纤维之间的气泡，达到迅速充分的浸润效果；同时，当浸润通道的横截面呈线性减小时，通过分布架可以将纤维材料紧贴着浸润通道的内壁分布，这样就能在纤维通过的同时不断地将附着在浸润通道内壁的液态基体材料带走，使液态基体材料不至于沉积在浸润通道的内壁上，越积越多最后堵塞浸润通道造成生产停机或者质量问题，这对于快速固化的液态基体材料例如聚氨酯树脂尤其必要。

发泡装置3，所述发泡装置3设有连续贯通的发泡腔；所述发泡装置3的一端与所述注胶盒2的出料口212对应设置或连接，另一端与成型模4对应设置或连接，复合材料经出料口212进入发泡装置3，并在所述发泡装置3内完成预发泡，所述发泡装置3长度l≤s*t，其中s为所述复合材料前进的速度，t为所述复合材料在所述发泡装置3内开始发泡膨胀到停止膨胀的时间；l实质上是指发泡腔的长度。

成型模4，用于复合材料经发泡装置3后，进入所述成型模4内固化或者定形。

牵引装置8，复合材料在所述成型模4内固化或者定形后被牵引装置8牵引出成型模4。

通过采用上述技术方案，纤维材料通过分布架1按照分布孔的排布在空间中实现分布排列，形成所需的空间排布形状和空间分布位置，然后纤维材料进入浸润通道21内，液态基体材料经过注胶通道22注入浸润通道中，液态基体材料浸润纤维材料，纤维材料混合液态基体材料形成复合材料前体，复合材料前体穿过浸润通道21后进入发泡装置3内进行预发泡后，然后复合材料前体进入成型模4内进行完全发泡和固化或者定形，形成最终复合材料产品。浸润通道21的进料口211的面积大于或等于出料口212的面积，使得浸润通道21内液态基体材料的内部压力增大，使液态基体材料迅速、充分地浸润纤维材料，保证最终成型复合材料内的纤维材料按照设计意图进行分布且充分伸展，从而得以最大限度地发挥纤维材料的增强作用，通过牵引装置8的连续牵引定型或固化后的复合材料，实现了复合材料的连续生产。本发明创造性的使纤维材料在被浸润前按需分布后，进入注胶盒和液态基体材料充分浸润混合为复合材料前体，然后再进入发泡装置进行不完全的发泡反应，反应时间为t，这个t大于零，但等于小于复合材料前体在所述发泡装置3内刚好完成发泡，停止膨胀的时间t。一般来说，需要设置l的数值，使得复合材料前体在所述发泡装置3内的时间小于t值，以便使得复合材料前体以未完全发泡的状态进入成型模中，继续完成最后的发泡膨胀，完成定型及固化。其中一个特例，当时间t等于t时，复合材料前体已完成膨胀后的状态进入成型模中，由于其不再继续发泡膨胀，因此对最终的成型质量产生不利的影响，效果不及t＜t好，所以，优选地，设定t＜t。在具体实施中，分布架1可以按照以下方案设置，结合图2所示，分布架1包括有架体11以及设置在架体11上的分布板12，分布板12上均匀设置有若干用于纤维材料穿设的分布孔13，也可以非均匀设置分布孔13，分布孔13的布设形式决定了各纤维材料分别穿过所有或部分分布孔13后在空间上分布状态，也就决定了最终纤维材料在复合材料中的分布情况。同时纤维材料经过牵引装置8的牵引速度可控、连续的进入注胶盒2内，使得整个生产线实现连续生产。

如图3所示，注胶盒2包括有盒体，盒体内设置有用于纤维材料进入的浸润通道21、液态基体材料进入的注胶通道22以及控制复合材料厚度的出料通道23，在图4所示的实施方式中，浸润通道21为多个，且呈层状结构自上而下均匀分布，出料通道23与浸润通道21一一对应设置，注胶通道22设置在进料口211与出料口212之间并且贯穿所有的浸润通道21，液态基体材料经过注胶通道22进入注胶盒2中的所有浸润通道21内，纤维材料经分布板12的分布后呈层状分别进入不同的浸润通道21内；图5所示的一种示例中，注胶通道22沿竖直方向的横截面呈缩口设置，本方案中注胶通道22的横截面呈椭圆形结构，也可为圆形结构，纤维材料在浸润通道21内与按照浸润纤维材料所需的量进行连续注入的液态基体材料发生浸渗并带动液态基体材料运动，缩口设置的注胶通道22能够将过量的液态基体材料阻留在注胶通道22内，减少液态基体材料的消耗保证连续地浸润纤维材料。

经过浸润通道21与注胶通道22交叉位置后的纤维材料和液态基体材料初步形成复合材料前体，复合材料前体进入浸润通道21与注胶通道22交叉位置之后的部分，最后经出料口212被牵引装置8拉出，并受出料口212的高度限制厚度。

在一些实施例中，浸润通道21与注胶通道22交叉位置之后靠近出料口212一侧的部分通道可定义为出料通道，出料通道向出出料口212一侧呈缩口设置(其横截面逐渐缩小)，逐渐缩小的出料通道使液态基体材料的内部压力增大，加快液态基体材料对纤维材料的浸渗，同时使复合材料的厚度达到规定的厚度。当然，出料口212的高度尺寸比进料口211小这一结构设计，也能使液态基体材料的内部压力增大，加快液态基体材料对纤维材料的浸渗，同时使复合材料的厚度达到规定的厚度

结合图1、图4所示的示例，发泡装置3具有隧道式结构，一端与注胶盒2连通另一端与成型模4连通，发泡装置3与上述所有的出料口212连通，层状的复合材料前体脱离出出料口212后进入发泡装置3内，多层复合材料前体在发泡装置3内呈一端相互分离的片状；为了加速复合材料前体的发泡，注胶盒2上还设有有送风装置5，送风装置5包括有风机52以及与风机52相连的主管51，主管51上设置有多根送风管54，送风管54设置在两相邻出料口212之间，并靠近上述注胶盒2一侧设置，结合图6所示，送风管54沿水平方向设置有朝向发泡装置3一侧开设的第一送风口541，第一送风口541吹出的气流在相邻两层状复合材料之间形成热气流，用于分开复合材料前体，防止它们过早地粘合影响均匀受热，，送风管54还开设有两沿竖直方向的第二送风口542，两相对设置的第二送风口542沿竖直方向送风，一方面通过热气流支撑并分开从出料口拉出的复合材料前体，避免它们出了出料口后过早地粘合，影响受热效率，另一方面热气流与复合材料前体直接接触，提高加热效率，当复合材料前体中含有的纤维全部是纱束装的时候，热气流甚至可以穿透复合材料前体使其受热更充分，这样就可以促促进液态基体材料的发泡反应，减少预发泡所需的时间，提高生产效率；还有，第二送风口的的技术方案还可以防止从出料口拉出的复合材料前体中的液态基体材料流挂在出料口并堆积，最终堵塞出料口，最后，第一送风口541和第二送风口542设置在注胶盒一侧是为了对温度相对较高的热风吹向刚从注胶盒2中出来的复合材料前体，加快它们的发泡；减少预发泡所需的时间，提高生产效率。

如图1所示的示例中，成型模4上设置有加热装置6，加热装置6包括有设置在成型模4上的加热板，加热板使成型模4内的温度保持在一定范围内以完成复合材料前体的充分发泡和固化或者定形。最后充分发泡和固化或定形的复合材料由牵引装置8连续的拉出，可以再经后续切割装置按照需要的长度切割成需要的产品。

在一些实施例中，所述分布架包括有分布板，所述分布板上开设有贯穿分布板的用于纤维材料通过的分布孔，所述分布孔呈孔状或条缝状，纤维材料同时通过全部或部分分布孔完成纤维材料在空间上的分布。

通过采用上述技术方案，操作者通过调整纤维材料穿设的分布孔位置即可调整纤维材料在复合材料内的分布，保证复合材料内的纤维材料内部分布不发生变化。当分布孔为孔状时，适宜于穿设纤维丝线材料，当分布孔为条缝状时，适宜于纤维织物通过，并且可以通过改变条缝的形状，例如圆弧状、折线状，可以使纤维织物由平面状改变为圆弧面状或折线面状，进一步调整纤维织物在复合材料中的结构，调整复合材料的结构及性能指标。同时，通过分布孔排布的分布，改变纤维材料在复合材料横截面中的分布，可以是均匀分布，也可以按不同形状分布，也可以在不同位置的密度不同，进一步调整复合材料的结构及性能指标。

优选的方案，所述浸润通道为连续通道且所述进料口211的面积大于所述出料口212的面积。通过采用上述技术方案，增加液态基体材料的内部压力，保证浸渗充分。在具体实施中，还可以选择以下方案，所述浸润通道21为连续通道且其横截面由所述进料口211向所述出料口212方向呈线性逐渐减小或呈阶梯型减小；或浸润通道靠近出料口一侧的部分的横截面逐渐减小。只要达到在浸润通道21中，移动的复合材料前体受到浸润通道21提供的内在压力，逐渐减小的内部空间可以使这个内部压力逐渐增加，使得液态基体材料对纤维材料的浸润效果及效率更高，确保充分浸润，提升产品品质。

所述出料口的高度小于等于20mm。用以控制单个浸润通道出来的复合材料的厚度，确保复合材料易于加热且受热均匀，确保后续发泡的效率。

优选的实施例中，所述浸润通道21内壁还设有导流槽221，所述导流槽221沿着所述浸润通道21的内壁的横断面环向设置。所述注胶通道22为竖向通道222，所述竖向通道222设置在所述进料口211与出料口212之间且贯穿浸润通道21，所述导流槽221与竖向通道222相连通。浸润通道21在导流槽221处，由于导流槽221的存在，此处容积变大，可以成为压力缓冲区，用于稳定注胶压力，均衡分布液态基体材料，进一步提高浸润的效率和效果。

优选的实施例中，所述注胶盒2内的浸润通道21有至少2个，且所有的浸润通道21与所述注胶通道22相连通；或者，所述注胶通道22的数量与浸润通道的数量一致，并分别与对应的浸润通道21连通。这样在加工大厚度的复合材料时，如果是单一的浸润通道21，复合材料太厚时会导致浸润效率变低、由于传热慢而导致发泡的效率及质量都更难控制，本发明创造性的将纤维材料及液态基体材料分别在多个层状叠加的浸润通道21内完成浸润复合的工作，单个浸润通道21的高度可以控制在适当的数值，使得浸润和受热的效率及效果达到需要的结果，然后再经过后续工序使多层复合材料一起进入同一发泡装置及成型模内发泡、定型及固化形成一个整体的复合材料。由于采用2个、3个及以上的浸润通道分层浸润纤维材料，除了上述优点外，还可以将不同材质或不同配方的液体基体材料通过所述注胶通道22进入注胶盒2内的不同浸润通道中，这样可以构建材质更加复杂的复合材料，获得满足不同性能要求的产品，现有技术中的单浸润通道是无法实现这一目标的。

在实际应用中，所述发泡装置3还包括有用于液态基体材料发泡的加热装置6，所述加热装置6包括热风循环装置、微波加热装置、电磁加热装置和红外加热装置的一种或者多种的组合。

在实际应用中，所述注胶盒2靠近所述发泡装置3的一侧设置有送风装置5，所述送风装置5包括有风机52以及与所述风机52连通的送风管54，所述送风管54向所述发泡装置3内送风。

在实际应用中，当所述注胶盒2内的浸润通道21为两个及以上时，所述送风管54设置在两相邻出料口212之间，所述送风管54设置在靠近出料口212的一侧，所述送风管54朝远离出料口212一侧开设有第一送风口541，用于向从相邻的两个出料口212出来的复合材料之间送风。

在实际应用中，所述送风管54朝远离所述出料口212一侧与从出料口212出来的复合材料的前进方向呈10°～90°夹角开设有一个或者多个第二送风口542，用于朝向所述复合材料进行送风。

在一些实施例中，所述纤维增强发泡复合材料的连续生产线还设有余热回收装置，包括一设置于发泡装置与成型模之间的热风回收罩，用于将从发泡装置出口段排出的热风进行回收，还包括与热风回收罩连通的进风管53和用于使进风管53靠近成型模4一端产生负压的风机52，所述进风管53另一端与所述送风装置5连通，发泡段3中的空气经进风管53回收后进入送风装置5，最后经送风管54排出。实际应用中，可以如下设置：为了提高对发泡段3内热量的充分利用，成型模4上连接有进风管53，上述风机52为设置在进风管53上的轴流风机52，轴流风机52将成型模4内的热气流送至发泡装置3内，使送风管54排出的高温气体，高温气体能够加快发泡装置3内复合材料的发泡反应，进一步提高了复合材料的生产效率。通过采用上述技术方案，风机通过主管供给多根送风管，简化了送风管的供风结构，便于实施。

在一些实施例中，为了减少生产具有表面覆膜复合材料的生产效率，所述发泡装置3与所述成型模4之间设置有覆膜组件7，用于将带状薄膜72附着在复合材料的表面随复合材料进入所述成型模4内；和/或，将织物附着在复合材料的表面随复合材料进入所述成型模4内。实际应用中，所述覆膜组件7包括有一个或者多个转动设置的辊体71，所述辊体71上缠绕有带状薄膜或织物。例如，覆膜组件包括有转动设置的辊体71，辊体71上缠绕有带状薄膜72，带状薄膜72附着在复合材料的表面随复合材料进入成型模4内随复合材料的固化附着在复合材料的表面，这里带状薄膜72可以是装饰织物或带uv防护功能的耐候织物，或者是纤维毡或者布用以增加复合材料的横向强度，也可以是脱模布以便利于成型模4内复合材料的脱模。这样做的效果，是可以很方便地将具有装饰功能、耐候功能、耐磨功能、阻燃功能、脱模功能中的一种或者多种的组合的薄膜复合在复合材料的表面，满足其工作需求；同时，也可以使用多个覆膜组件将多个或者多种薄膜复合在复合材料的表面；进一步地，还可以用覆膜组件将织物单独或者置于复合材料前体和薄膜之间复合在复合材料表面，补充复合材料的功能或者补强复合材料的垂直于现为方向的强度即横向强度。

本方案纤维材料为有机纤维、无机非金属纤维、植物纤维和金属纤维的一种或多种的组合，优选地，为聚合物纤维、植物纤维、玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维的一种或者多种的组合，更优选地，为聚合物纤维和玻璃纤维的一种或多种的组合；液态基体材料为聚合物、金属和非金属，优选地，为热固性树脂或热塑性树脂或铝合金或镁合金或玻璃或水泥或石膏，更优选地，为聚氨酯、酚醛树脂、氟碳树脂、丙烯酸树脂、硅树脂的一种或者多种的组合。

本方案中还设置有用于牵引复合材料的牵引装置8，牵引装置8包括有夹持复合材料的传动辊，通过传动辊的转动实现复合材料的运动，由于复合材料中纤维是连续的，通过牵引复合材料即可牵引纤维材料在连续生产线上运动。通过采用上述技术方案，实现了复合材料的连续生产。

本发明还提供一种纤维增强发泡复合材料的连续生产方法。

如图7所示，用上述任一所述的用于纤维增强发泡复合材料的连续生产线制造，并包括有以下步骤：

s1、纤维材料经过所述分布架1按照设计分布、定位后进入所述注胶盒2的浸润通道21内；

s2、液体基体材料通过所述注胶通道22进入注胶盒2内，纤维材料通过浸润通道21的同时被液态基体材料浸渍形成复合材料前体后通过出料口212进入发泡装置3、成型模4与注胶盒2之间的间隙或成型模4设有的预发泡段内；

s3、所述复合材料前体在所述发泡装置3、成型模4与注胶盒2之间的间隙或预发泡段内进行预发泡，液态基体材料膨胀，并在发泡停止时或停止前进入成型模4或成型模4设有的成型模段；

s4、所述复合材料在所述成型模4或成型模段内完成充分发泡并固化或者定形；

s5、成型后的复合材料经牵引装置8牵引离开成型模4，并在此过程中，注胶盒2进料口211一侧经分布架)过来的纤维材料连续地进入注胶盒2内。

在一些实施例中，所述s5还包括有：将带状薄膜72或者纤维织物复合在复合材料前体的表面，与复合材料贴合并随复合材料前体进入所述成型模4内。

在一些实施例中，所述注胶盒2内的浸润通道21有至少2个，所述注胶通道22分别与对应的浸润通道21连通；在所述s2中，不同类型的液态基体材料通过不同的注胶通道22注入不同的浸润通道21内。

在一些实施例中，其中所述s3中，在所述发泡装置3内对所述复合材料进行加热，加速所述复合材料的发泡过程，所述加热方式包括吹热风、微波加热、电磁加热、红外加热的一种，或者不同的纤维通过不同的进料口进入不同的浸润通道(21)内，形成不同的复合材料前体，优选地，将耐候性的脂肪族聚氨酯或者氟碳树脂或者丙烯酸树脂注入外层浸润通道，将增强型的芳香族聚氨酯或者环氧舒适或者乙烯基树脂或者不饱和树脂注入内层浸润通道。

在一些实施例中，其中所述s3中，采用送风管54上所设置的第一送风口541和第二送风口542中的一种或者多种的组合对复合材料送热风加速其发泡过程。

在一些实施例中，在s2中，将不同材质或不同配方的液体基体材料通过所述注胶通道22进入注胶盒2内的不同浸润通道中。其优点在前面已经说明。

其中s5还包括有：所述辊体上缠绕的带状薄膜与复合材料贴合并随复合材料进入所述成型模内。

其中所述s2中，不同类型的液态基体通过不同的注胶通道注入不同的浸润通道内。

其中所述s3中，复合材料在所述发泡装置内的停留的时间大于纤维材料因液态基体材料开始发泡而体积膨胀到不小于成型模的型腔体积的时间。

其中所述s2中，所述发泡装置的长度使纤维通过所述发泡装置的时间大于液态基体开始发泡的时间但是小于液态基体发泡结束的时间。

本发明还提供一种纤维增强发泡复合材料，复合材料通过上述任一的方法生产制造，包括由纤维材料和液态基体形成的复合材料。

本发明还公开一种纤维增强发泡复合材料，所述复合材料通过上述任一所述的用于纤维增强发泡复合材料的连续生产线制造，或通过上述任一所述的方法生产制造，包括由纤维材料和液态基体形成的复合材料。

在实际应用中，所述纤维材料包括无机纤维、有机聚合物纤维、金属纤维、天然纤维的一种或多种的组合，所述的无机纤维包括玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维的一种或多种的组合；所述有机聚合物纤维包括聚酯纤维、kevlar纤维、超高分子量聚乙烯纤维、聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维、聚氯乙烯纤维、聚丙烯氰纤维的一种或多种的组合；所述金属纤维包括钢纤维、铝纤维、铜纤维的一种或多种的组合；所述天然纤维包括亚麻纤维、苎麻纤维、剑麻纤维、黄麻纤维、竹纤维、棉纤维的中一种或多种的组合。

在实际应用中，所述液体基体包括有机聚合物树脂、无机胶凝材料中的一种、两种或多种组合，或无机胶凝材料、金属材料中的一种、两种或多种组合；其中所述无机胶凝材料包括水泥、菱苦土、石膏的一种或多种的组合；所述金属材料包括铝及其合金、镁及其合金的一种或多种的组合；所述有机聚合物树脂包括热固性树脂、热塑性树脂；所述热固性树脂包括聚氨酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、乙烯基树脂、氰酸酯树脂的一种或多种的组合。

在实际应用中，所述液体基体在所述复合材料中的重量比为15％～65％。

在实际应用中，所述液体基体还含有润滑剂或者内脱模剂。

在实际应用中，所述复合材料还包含有纤维织物，所述纤维织物包括纤维布、短切毡、连续毡、针织毡、缝编毡、针刺毡的一种或者多种的组合。

在实际应用中，所述复合材料的表面还包含有具有装饰功能或者保护功能的薄膜层或者纤维织物层。

在实际应用中，所述复合材料的外层由纤维材料和耐候性树脂制成，所述耐候树脂包括脂肪族聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、氟碳树脂中的一种或多种的组合。

上述材质的选择及配比的选择，现有技术中多有论述，就不再赘述。

在实际应用中，所述复合材料的表面还包含有具有装饰功能或者保护功能的薄膜层或者纤维织物层。

在实际应用中，所述复合材料的外层由纤维材料和耐候性树脂制成，所述耐候树脂包括脂肪族聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、氟碳树脂中的一种或多种的组合。

本发明还提供一种如上述任一所述的纤维增强发泡复合材料的应用，应用于铁路轨枕、地板、栈道板、房屋维护结构、公路防撞护栏、门窗幕墙框型材、船舶甲板、维护板、浮桥板。

综上所述，本发明可以获得以下效果：

1、分布架可以使复合材料中的纤维材料按照设计意图进行分布、浸润充分、充分展直，提高纤维材料的增强效果；

2、注胶盒可以一次性迅速浸透大量的纤维材料，从而可以用于生产极厚的复合材料；

3、发泡装置可以使复合材料前体均匀受热，迅速发泡，可以提高发泡复合材料的生产效率；

4、成型模可通过特殊的型腔一次性制得外形复杂的制品，并且只要成型模的条件许可，制得的复合材料的厚度和形状没有限制；

5、通过调整纤维材料在的分布即可调整复合材料的局部强度，实现特殊复合材料的生产制造。

本发明还提供一种发泡装置，用于纤维增强发泡复合材料的制备，所述发泡装置3设有连续贯通的发泡腔，其一端为进料端，另一端为出料端，复合材料经进料端进入发泡装置3的发泡腔内，并在所述发泡装置3内完成预发泡，所述发泡装置3长度l≤s*t，其中s为所述复合材料前进的速度，t为所述复合材料在所述发泡装置3内开始发泡膨胀到停止膨胀的时间。本发泡装置可以用于其他类似的材料生产的生产线中，可以更加方便的控制预发泡的质量和提高生产效率，经过精确控制的预发泡后的复合材料再进入成型模完成最后的发泡、固化或定型，产品质量和效率都得到提高。

应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。